Question

【题目】如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积.活塞与气缸壁无摩擦且不漏气.此时,缸内气体的温度为27℃,活塞正位于气缸正中,整个装置都静止.已知大气压恒为,重力加速度为.求:

(1)缸内气体的压强;

(2)气缸内气体的温度升高到多少时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处?此过程中气缸内的气体是吸热还是放热?

Answer 1

【答案】(1)(2)327℃，放热

【解析】试题分析：(1) 选汽缸为研究对象，列受力平衡方程可解封闭气体压强；

(2) 缸内气体为等压变化，由等压变化方程可得温度值。

解：(1) 以气缸为对象(不包括活塞)列气缸受力平衡方程:

代入数据计算得出:；

(2) 当活塞恰好静止在气缸缸口AB处时,缸内气体温度为，压强为

此时仍有

根据题意知缸内气体为等压变化,对这一过程研究缸内气体,由状态方程得:

计算得出:

故

点晴：巧选研究对象，注意变化过程的不变量，同时注意摄氏温度与热力学温度的换算关系。